海藻酸钠水凝胶微球包埋量子点和酶用于尿酸/葡萄糖的即时检测

来源 :武汉大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tony569257
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
量子点(QDs)作为一种新型荧光纳米材料,具有量子产率高、斯托克斯位移大、吸收光谱宽、发射光谱可调、光稳定性好、易于功能化修饰、生物相容性好等卓越的光学和化学特性。因此,它被广泛应用于生物传感、荧光编码、细胞成像和病毒示踪等领域。一直以来,以QDs作为荧光标记物的荧光免疫层析和环介导等温扩增等技术在即时检测(POCT)中备受关注。近年来,随着智能手机的功能日渐强大,QDs开始与其结合,用以构建POCT方法。但由于QDs仍存在抗蛋白干扰能力弱和难以长时间保存等问题,故难以直接用于富蛋白样品(血清、尿液等)的POCT。因此,构建一种使QDs能稳定存在于富蛋白环境的传感器具有重要意义。本论文采用海藻酸钠水凝胶作为载体包埋QDs和酶,并通过选择性调控水凝胶表面网孔大小,得到了QDs不泄露、蛋白质不通过的光学传感器。通过分别包埋尿酸氧化酶(UOx)和葡萄糖氧化酶(GOx),构建了尿酸(UA)和葡萄糖(GLU)的POCT方法,具体研究内容如下:(1)参考本课题组已有方法,制备了发射波长为530 nm的Cd Zn Te S QDs。利用高浓度的Ba Cl2溶液作为交联剂,原位合成了包埋有发射波长为530 nm的Cd Zn Te S QDs和UOx的海藻酸钠水凝胶微球(Alg@QDs-UOx MSs);其表面为致密的多层网络结构,能阻止Cd Zn Te S QDs泄露和蛋白质分子进出。因此,Alg@QDs-UOx MSs具备良好的抗蛋白干扰能力,可直接对未经预处理的生物样品进行分析。在Alg@QDs-UOx MSs的保存过程中,对其稳定性进行考察,发现Alg@QDs-UOx MSs可防止内部Cd Zn Te S QDs的猝灭和UOx的失活。此外,利用智能手机的内置摄像头替代实验室大型仪器作为检测器,实现了UA的定量测定(线性范围为100-900μmol/L,检出限为20.3μmol/L),并成功应用于实际样品(尿液和血清)中UA的POCT。值得一提的是,用本方法对高尿酸血症患者进行初筛,准确率高且无假阳性。(2)在前一章工作的基础上,我们更换包埋物质为620 nm发射波长的Cd Zn Te S QDs和GOx,利用相同的方法制得了Alg@QDs-GOx MSs。然后,参考标准比色卡的制备方式,利用Alg@QDs-GOx MSs制得了GLU浓度范围为0.1-1.0 mmol/L的荧光色卡,并用于血糖和尿糖的半定量检测。对大量实际样品进行分析,结果显示该方法在糖尿病患者的初筛中有良好的应用前景。本方法具有普适性,仅通过更换海藻酸钠水凝胶微球内的包埋物质,即可实现不同小分子的POCT。此外,与溶液检测体系相比,由于海藻酸钠水凝胶微球提供了独立的反应场所,因此便于实现多种小分子的同时检测。结合前一章的工作,构建了UA浓度为0.1-0.9 mmol/L的荧光色卡,并实现了尿糖和尿液尿酸的同时检测。
其他文献
增程式燃料电池混合动力汽车(Fuel Cell Range Extended Electric Vehicle,FC-REEV)是目前燃料电池汽车的主流车型。该车型有着系统结构简单、污染物排放少、行驶振动噪声小、运行成本低等优势。但常用于FC-REEV的恒温器控制策略(Thermostat Control Strategy,TCS)在车辆行驶经济性与燃料电池耐久性方面有待提升。因此,本文通过混合动
对地表变化实时准确的监控使人类能够更好地掌控和利用自然资源,探索人与自然之间的相互作用。建筑物是人类生产活动与居住的场所,因此成为变化检测的重要研究对象。遥感影像具有较大的观测范围,周期性使其成为变化检测的良好数据源,近年来影像分辨率的提升为变化检测任务提供了更多的可能性与更高的要求。首先,高分辨率遥感影像需要处理的数据量较大。其次,目前多数基于深度学习的变化检测网络仅使用了双时相影像的高层特征甚
随着锌矿资源的日益枯竭,对二次锌资源的回收利用显得愈发重要。钢厂烟尘含有一定量的铁、锌、铅、铜等金属元素,如何合理、有效地将锌铅等有价金属提取,进行循环利用是一个非常重要的课题。本文以钢厂含锌烟尘为研究对象,提出了碱性氨基乙酸盐体系(Gly--H2O)选择性浸锌新工艺。以ZnO-Gly--H2O体系溶解热力学的研究分析作为理论指导,采用氨基乙酸根离子(Gly-)作为配体,利用配合作用,加压强化选择
近些年来,随着智能机器人技术不断成熟,机器人在各行各业生产活动中的作用愈发突出,能够代替人类完成危险性高或繁重重复的工作。机器人的自主导航定位技术是机器人智能化的关键步骤,其中视觉里程计以其低成本高精度成为重点研究对象,此外,深度学习在三维视觉领域的研究越来越多,如何借助深度学习技术优化传统视觉里程计算法也成为热门研究内容。特征点法是当前主流的视觉里程计方法,场景内的动态物体或者相似特征会造成图像
乙型肝炎是中国最严重、最常见的病毒性肝炎。乙肝病毒不仅对患者的身体产生病痛折磨,还对患者的精神产生影响,也就是歧视。先前有关乙肝歧视的研究主要集中在针对个人层面的各种统计分析上,没有考虑个人所属的更高层级,例如村庄、城市等带来的交互影响,更缺乏对乙肝歧视地域性差异的进一步探讨。鉴于此,本研究基于在我国广大的农村地区展开的问卷调查数据,引入双层线性模型和地理探测器作为具体的分析手段,重点从个人尺度和
线粒体与叶绿体具有自身基因组和遗传系统,参与了众多的生命活动,是真核细胞中非常重要的亚细胞生物能量细胞器。在进化过程中,线粒体与叶绿体和细胞核之间发生了精密的互相调控和协同进化,以维持细胞内的平衡状态。基因组多倍化也称全基因组加倍(Whole Genome Duplication),通过染色体倍数的增加从而产生多拷贝基因组生物。多倍体物种根据其形成机制可以分为异源多倍体(通过不同物种杂交形成的物种
农药残留的精准检测对保证食品安全和保护人体健康具有重大意义。目前,常规的农药残留检测方式主要有色谱检测法、化学计量法和光谱检测法,色谱检测法和化学计量法仪器设备昂贵、数据处理繁琐,并不适用于农业生产生活中。荧光光谱法检测精度高、仪器结构简单、成本低,已经在农药残留检测领域取得相当大的发展。然而利用荧光光谱法直接检测叶片表面农药残留容易受到光源照射角度、叶片表面平滑度、叶片放置位置等内在与外在因素的
高压输电设备主要分布于野外,所处地形复杂,自然环境恶劣,为了保证安全,需要经常进行检查和维护。现有对电力铁塔巡检和维护的方式主要依赖于人工,但这种方法较为危险并且效率低下。因此研发一种可以用于电力铁塔巡检的攀爬机器人不仅能够提高巡检效率,还可以辅助高压线路巡检机器人完成上下线操作,实现高压线路巡检的全面自动化,适应智能化电网建设的需要。为了克服串联、并联机器人的缺点,本论文研究制作了一种由两条并联
为缓解城市水生态问题,促进城市可持续发展,我国许多城市兴起海绵城市建设热潮。虽然海绵城市在应对城市水生态问题上效果明显,但其建设资金需求巨大,资金缺口已成为限制其发展的主要瓶颈。为了有效缓解海绵城市建设的资金压力,国家大力推广应用PPP模式进行项目建设。然而,海绵城市PPP项目复杂程度远超一般基础设施项目,同时,海绵城市和PPP模式应用在我国发展仍不成熟,项目建设存在较多潜在风险。PPP项目成功的
高熵合金独特的合金设计和显著的高熵效应,使得其形成的高熵固溶体合金在很多性能方面具有潜在的应用价值。面心立方型高熵合金具有优良的塑性和韧性而备受关注,但强度较低限制了此类高熵合金在高端工程材料领域的应用。因此本文选用B和Y元素作为强化元素的FeCoNi1.5CuB0.5Y0.2高熵合金作为研究对象,采用高能球磨法制备合金粉末,然后利用微波烧结法成型,最后进行热处理,以期通过优化关键制备参数及热处理